线性电流调整器的制造方法
线性电流调整器的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种线性电流调整器，包含一第一放大器、一电流转换单元、一第一电阻、一参考电流源、一调整单元以及一参考电压电路；上述第一放大器具有反向输入端、非反向输入端以及输出端；电流转换单元，将第一放大器非反向输入端的电压值，转换成调整电流输出；第一电阻耦接第一放大器的该反向输入端与输出端；参考电流源耦接第一放大器的反向输入端与第一电阻；调整单元耦接参考电流源，并输出一电流信号用以调整参考电流源的一参考电流；以及参考电压电路，其中一输入端耦接一参考电压，其另一输入端耦接至第一放大器的输出端。
【专利说明】线性电流调整器【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电流调整器，且特别涉及一种线性电流调整器。
【背景技术】
[0002]由于节能省电的需求，LED目前以被广泛的应用于各种领域，凡是电子产品、家电产品、汽车、交通号志、广告牌等需要点光源或面光源的场合，都已成为LED的应用市场。无论LED是经由升压、降压、升压/降压或线性稳压器驱动，连接每一个驱动电路最常见的就是需要控制光的输出亮度。目前，针对LED亮度的控制方法，主要为数字调光与模拟调光两种。
[0003]数字调光即让驱动电流从零到目标电流值间来回切换，最常见的方法是利用脉冲宽度调变(PWM)来设定循环与工作周期，但是经常会伴随着电磁兼容性与电磁干扰的问题产生，造成潜在频率的问题。
[0004]相较而言，根据LED驱动器的输出电流变化与亮度成比例的关系，以线性调节LED的模拟调光方式，比较容易实行。因此，寻找一个高线性度的电流调整器以稳定控制LED的亮度，已成为本【技术领域】一个重要的课题。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供一种线性电流调整器，通过调整参考电流源的参考电流，以设定第一放大器的其中一输入端的电压值，并借助于电流转换单元，将该电压值转成调整电流输出，以实现电流调整的功能，并应用此电流调整的功能于LED亮度的控制。
[0006]此外，本发明可借助 具有可变电阻的调整单元去调整参考电流源的电流值，且当电流调整器的参数为设定值时，可变电阻的电阻值与上述电压值即呈线性关系，并可直接调整其电阻值来线性设定调整电流，此调整电流除了可应用于LED亮度外，亦可应用于充电器中的充电电流，通过调整可变电阻的电阻值来对充电电流微调，而省去更换充电器硬件的不便与耗时。
[0007]依据本发明一实施例的线性电流调整器，包含:
[0008]—第一放大器、一电流转换单兀、一第一电阻、一参考电流源、一调整单兀以及一参考电压电路；上述第一放大器具有反向输入端、非反向输入端以及输出端。电流转换单兀，将第一放大器的非反向输入端的电压值，转换成调整电流输出；第一电阻，I禹接第一放大器的该反向输入端与输出端；参考电流源，I禹接第一放大器的反向输入端与一电阻；调整单元，耦接参考电流源，并输出一电流信号用以调整参考电流源的一参考电流；以及一参考电压电路，具有二输入端，其中一该输入端输入一参考电压，另一该输入端，稱接至第一放大器的输出端。
[0009]上述的参考电压电路为一误差放大器或一比较器，且该参考电压电路还包括一输出端，该输出端输出一电压信号至一功率级电路。
[0010]依据本发明另一实施例，上述的参考电流源根据参考电压产生参考电流。[0011]依据本发明另一实施例，上述的调整单元具有一可变电阻，用以调整参考电流。
[0012]依据本发明另一实施例，上述的调整单元还包含一第二放大器、一固定电流源、一第一开关兀件以及一第一镜像电流源。且第二放大器，具有反向输入端、非反向输入端与输出端；固定电流源，耦接可变电阻与第二放大器的该非反向输入端，并输出一固定电流；第一开关元件，具有第一端、第二端与第三端，第一开关元件的第二端耦接第二放大器的输出端，第三端耦接第二放大器的反向输入端与一第二电阻；以及第一镜像电流源，耦接第一开关元件的第一端，并输出该电流信号，其中，该电流信号与该固定电流成正比。
[0013]依据本发明另一实施例，上述的电流调整器，其中，固定电流源位于集成电路(IC)的内部，且该可变电阻位于集成电路的外部。
[0014]依据本发明另一实施例，上述的参考电流源包含一第三放大器、一第二开关元件以及一第二镜像电流源。第三放大器，具有反向输入端、非反向输入端与输出端，其中第三放大器的反向输入端输入参考电压；第二开关兀件，具有第一端、第二端与第三端，第二开关元件的第二端耦接第三放大器的输出端，第一端耦接第三放大器的非反向输入端与一第三电阻；以及第二镜像电流源，耦接第二开关元件的第三端，并输出参考电流，其中，参考电流与参考电压成正比。
[0015]依据本发明另一实施例，上述的电流调整器，其中的第二电阻等于第三电阻。
[0016]依据本发明另一实施例，上述的第一放大器的非反向输入端的电压值与可变电阻的电阻值成正比。
[0017]依据本发明另一实施例，上述的该第一放大器的非反向输入端的电压值等于可变电阻的电阻值与固定电流的 电流值的乘积。
[0018]综上所述，本发明的具有下列优点:
[0019]1、本发明的线性电流调整器，可适用于需要电流调整应用的电子商品上，例如:LED与充电器；
[0020]2、借助于调整参考电流源，以实现电流调整的功能；以及
[0021]3、借助于调整可变电阻，以直接线性调整电流，并可省去更换充电器硬件的不便与耗时。
[0022]以下将以实施方式对上述的说明作详细的描述，并对本发明的技术方案提供更进
一步的解释。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附【专利附图】
【附图说明】如下:
[0024]图1为本发明的线性电流调整器的一实施例的电路示意图；
[0025]图2为本发明的线性电流调整器的调整单元的一实施例的电路示意图；
[0026]图3为本发明的线性电流调整器的参考电流源的一实施例的电路示意图；
[0027]图4为本发明的线性电流调整器的一实施例的高线性度电压调整示意图。
[0028]【主要元件附图标记说明】
[0029]第一放大器110
[0030]电流转换单元120[0031]第一电阻Rl
[0032]参考电流源130
[0033]调整单元140
[0034]参考电压电路150
[0035]输出电流1
[0036]第一放大器的非反向输入端的电压值Vl
[0037]调整电流Ia
[0038]电流信号Im
[0039]参考电流Iref
[0040]参考电压Vref
[0041]工作电压VDD
[0042]固定电流Id
[0043]第二放大器141
[0044]固定电流源142
[0045]可变电阻Rj
[0046]第二电阻R2
[0047]第一开关元件Ml
[0048]第一镜像电流源143
[0049]第三放大器131
[0050]第二开关元件M2
[0051]第二镜像电流源Π2
[0052]第三镜像电流源133
[0053]电流放大系数β
[0054]第三电阻R3
【具体实施方式】
[0055]为了使本发明的叙述更加详尽与完备，可参照所附的附图及以下所述各种实施例，附图中相同的号码代表相同或相似的元件。另一方面，众所周知的元件与步骤并未描述于实施例中，以避免对本发明造成不必要的限制。
[0056]在“【具体实施方式】”与“权利要求书”中，除非文中对于冠词有所特别限定，否则“一”与“该”可泛指一个或多个。
[0057]图1为本发明的线性电流调整器的一实施例的电路示意图。此线性电流调整器包含一第一放大器110、一电流转换单兀120、一第一电阻R1、一参考电流源130、一调整单兀140以及一参考电压电路150。
[0058]上述第一放大器110具有一反向输入端、一非反向输入端与一输出端。电流转换单兀120,将第一放大器110的非反向输入端的电压值VI,转换成一调整电流Ia输出。第一电阻Rl耦接至第一放大器110的反向输入端与输出端。参考电流源130，耦接至第一放大器110的反向输入端与第一电阻R1。调整单元140，耦接至参考电流源130，并输出一电流信号Im用以调整参考电流源130的一参考电流Iref。[0059]参考电压电路150具有二输入端,其中一该输入端输入一参考电压Vref,另一输入端耦接至第一放大器110的输出端。本实施例中，参考电压电路150以误差放大器为例，但本发明不以此为限，参考电压电路亦可选用比较器或相似的电路。参考电路150用以将其一端(耦接至第一放大器HO的该端)的电位，等效于参考电路150的另一端的电位，即参考电压Vref的电位,并由参考电路150的输出端输出一电压信号至一功率级电路(图中未示)。 [0060]根据上述的电流调整器，可获得第一放大器110的非反向输入端的电压值VI，如下公式(I)计算:
[0061]Vl= (Im-1ref) XRl+Vref…(I)
[0062]其中，Vl指第一放大器110的非反向输入端的电压值，Im指电流信号，Iref指电流源130的参考电流，Rl指第一电阻，Vref指参考电压。经由公式(I)可得，电压值Vl随着电流信号Im呈线性变化，电流信号Im用来调整参考电流源130的参考电流Iref，经由调整参考电流Iref，以设定第一放大器110的非反向输入端的电压值VI，再将电压值Vl经由电流转换单元120，将电压值Vl转成调整电流Ia输出，此调整电流Ia可用来调整电子元件的输出电流1，以LED与充电器为例，即可用来调整流经LED的电流，进而控制LED的亮度，亦可利用此调整电流对充电器的电流进行微调，以控制充电器的充电时间。其中，上述电流转换单元120利用一电阻电路来实现。
[0063]图2为本发明的线性电流调整器的调整单元140的一实施例的电路示意图。如图2所不，调整单兀140包含一第二放大器141、一固定电流源142、一可变电阻Rj、一第一开关兀件Ml和一第一镜像电流源143。
[0064]上述第二放大器141,具有一反向输入端、一非反向输入端与一输出端。固定电流源142，耦接第二放大器141的非反向输入端，并输出一固定电流Id。可变电阻Rj耦接该固定电流源142。第一开关兀件Ml具有一第一端、一第二端与一第三端,第一开关兀件Ml的第二端耦接第二放大器141的该输出端，第三端耦接第二放大器141的反向输入端与一第二电阻R2。第一镜像电流源143，具有电流放大系数α并耦接第一开关元件Ml的该第一端，且输出电流信号Im。
[0065]根据上述的调整单元140，可获得电流信号Im，如下公式(2)计算:
[0066]Im=a XIdXRj/R2...(2)
[0067]其中，Im指第一镜像电流源143的输出电流信号，α指第一镜像电流源143的电流放大系数，Id指固定电流源142的输出固定电流，Rj指可变电阻，R2指第二电阻。经由公式(2)可得，电流信号Im与固定电流源142的输出固定电流Id成正比，且经由改变可变电阻Rj的电阻值，即可改变输出电流信号Im，进而调整参考电流源130的参考电流Iref (请参照图1)。
[0068]上述固定电流源142可为集成电路(IC)内部的固定电流源，且可变电阻Rj位于集成电路外部，借助于外部调整可变电阻Rj的电阻值，即可控制集成电路内部的电流值，如此，可省去更换硬件的不便与耗时。
[0069]图3为本发明的性度电流调整器的参考电流源130的一实施例的电路示意图。如图3所示，参考电流源包含一第三放大器131、一第二开关元件M2、一第二镜像电流源132以及一第三镜像电流源133。上述第三放大器131具有一反向输入端、一非反向输入端与一输出端，其中第三放大器131的非反向输入端输入参考电压Vref。第二开关兀件M2具有一第一端、一第二端与一第三端，第二开关元件M2的第二端耦接第三放大器131的输出端，第一端耦接第三镜像电流源133的一端，第三端耦接第三放大器131的反向输入端与一第三电阻R3。第二镜像电流源132，具有电流放大系数β并耦接第三镜像电流源133的另一端第二开关元件M2的第三端，且输出参考电流Iref。
[0070]根据上述的参考电流源130，可获得参考电流Iref，如下公式(3)计算:
[0071]Iref = β XVref/R3...(3)
[0072]其中，Iref指参考电流源130输出的参考电流Iref，β指第二镜像电流源132的电流放大系数i3，Vref指参考电压，R3指第三电阻。由公式(3)可得知，参考电流源130根据参考电压Vref产生参考电流Iref，当所需要的的参考电流Iref越大，可选择越大的参考电压Vref，即参考电流Iref与参考电压Vref正比。
[0073]根据公式(I)~公式(3)，当R2=R3且α=β时，可获得下列公式(4):
[0074]Vl= (IdRj-Vref) Rl a /R2+Vref …(4) [0075]当RlX a =R2或R1=R2且α =1时，可获得下列公式(5):
[0076]Vl=IdRj…(5)
[0077]其中，Vl指第一放大器110的非反向输入端的电压值，Id指固定电流源142的输出固定电流，Rj指可变电阻，Vref指参考电压，β指第二镜像电流源132的电流放大系数，β、α指第一镜像电流源143的电流放大系数，Rl指第一电阻，R2指第二电阻，R3指第三电阻。
[0078]根据公式(5)，可得知第一放大器110的非反向输入端的电压值Vl与可变电阻Rj成正比，如图4所示，图4为本发明的线性电流调整器的一实施例的高线性度电压调整示意图。借助于调整可变电阻Rj的电阻值，可获得高线性度的非反向输入端的电压值VI，再将非反向输入端的电压值Vl经由电流转换单元120，转成调整电流Ia输出，即可获得具有高线性度的调整电流Ia，此调整电流Ia可用来控制LED的亮度或对充电器的电流进行调整。
[0079]虽然本发明已公开如上实施方式，但是并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，能够可作各种的更改与修饰，因此本发明的保护范围以权利要求所界定的范围为准。
【权利要求】
1.一种线性电流调整器，其特征在于，包含: 一第一放大器，具有一反向输入端、一非反向输入端与一输出端； 一电流转换单兀，将该第一放大器的非反向输入端的电压值转换成一调整电流输出； 一第一电阻，I禹接该第一放大器的该反向输入端与该输出端； 一参考电流源，稱接该第一放大器的该反向输入端与该第一电阻； 一调整单元，耦接该参考电流源，并输出一电流信号用以调整该参考电流源的一参考电流；以及 一参考电压电路，具有二输入端，其中一该输入端输入一参考电压，另一该输入端I禹接至该第一放大器的输出端。
2.如权利要求1所述的线性电流调整器，其特征在于，该参考电压电路为一误差放大器或一比较器,且该参考电压电路还包括一输出端,该输出端输出一电压信号至一功率级电路。
3.如权利要求1所述的线性电流调整器，其特征在于，该参考电流源根据该参考电压产生该参考电流。
4.如权利要求1所述的线性电流调整器，其特征在于，该调整单元具有一可变电阻，用以调整该参考电流。
5.如权利要求4所述的线性电流调整器，其特征在于，该调整单元还包含: 一第二放大器，具有一反向输入端、一非反向输入端与一输出端； 一固定电流源，耦接该可变电阻与该第二放大器的该非反向输入端，并输出一固定电流； 一第一开关兀件，具有一第一端、一第二端与一第三端，该第一开关兀件的第二端I禹接该第二放大器的该输出端，第三端耦接该第二放大器的该反向输入端与一第二电阻；以及一第一镜像电流源，耦接该第一开关元件的该第一端，并输出该电流信号，其中，该电流信号与该固定电流成正比。
6.如权利要求5所述的线性电流调整器，其特征在于，该固定电流源位于一集成电路的内部，且该可变电阻位于该集成电路的外部。
7.如权利要求5所述的线性电流调整器，其特征在于，该参考电流源包含: 一第三放大器,具有一反向输入端、一非反向输入端与一输出端，其中该第三放大器的非反向输入端输入该参考电压； 一第二开关元件，具有一第一端、一第二端与一第三端，该第二开关元件的第二端耦接该第三放大器的该输出端，第一端耦接一第三镜像电流源的一端，第三端耦接该第三放大器的该反向输入端与一第三电阻；以及 一第二镜像电流源，耦接该第三镜像电流源的另一端，并输出该参考电流，其中，该参考电流与该参考电压成正比。
8.如权利要求7所述的线性电流调整器，其特征在于，该第二电阻等于该第三电阻。
9.如权利要求8所述的线性电流调整器，其特征在于，该第一放大器的非反向输入端的电压值与该可变电阻的电阻值成正比。
10.如权利要求8所述的线性电流调整器，其特征在于，该第一放大器的非反向输入端的电压值等于该可变电阻的电阻值与该固定电流的电流值的乘积。
【文档编号】H05B37/02GK103547009SQ201210235062
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年7月9日 优先权日:2012年7月9日
【发明者】丁明强 申请人:晶洋微电子股份有限公司
【专利摘要】本发明提供一种线性电流调整器，包含一第一放大器、一电流转换单元、一第一电阻、一参考电流源、一调整单元以及一参考电压电路；上述第一放大器具有反向输入端、非反向输入端以及输出端；电流转换单元，将第一放大器非反向输入端的电压值，转换成调整电流输出；第一电阻耦接第一放大器的该反向输入端与输出端；参考电流源耦接第一放大器的反向输入端与第一电阻；调整单元耦接参考电流源，并输出一电流信号用以调整参考电流源的一参考电流；以及参考电压电路，其中一输入端耦接一参考电压，其另一输入端耦接至第一放大器的输出端。
【专利说明】线性电流调整器【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电流调整器，且特别涉及一种线性电流调整器。
【背景技术】
[0002]由于节能省电的需求，LED目前以被广泛的应用于各种领域，凡是电子产品、家电产品、汽车、交通号志、广告牌等需要点光源或面光源的场合，都已成为LED的应用市场。无论LED是经由升压、降压、升压/降压或线性稳压器驱动，连接每一个驱动电路最常见的就是需要控制光的输出亮度。目前，针对LED亮度的控制方法，主要为数字调光与模拟调光两种。
[0003]数字调光即让驱动电流从零到目标电流值间来回切换，最常见的方法是利用脉冲宽度调变(PWM)来设定循环与工作周期，但是经常会伴随着电磁兼容性与电磁干扰的问题产生，造成潜在频率的问题。
[0004]相较而言，根据LED驱动器的输出电流变化与亮度成比例的关系，以线性调节LED的模拟调光方式，比较容易实行。因此，寻找一个高线性度的电流调整器以稳定控制LED的亮度，已成为本【技术领域】一个重要的课题。
【发明内容】
[0005]有鉴于此，本发明提供一种线性电流调整器，通过调整参考电流源的参考电流，以设定第一放大器的其中一输入端的电压值，并借助于电流转换单元，将该电压值转成调整电流输出，以实现电流调整的功能，并应用此电流调整的功能于LED亮度的控制。
[0006]此外，本发明可借助 具有可变电阻的调整单元去调整参考电流源的电流值，且当电流调整器的参数为设定值时，可变电阻的电阻值与上述电压值即呈线性关系，并可直接调整其电阻值来线性设定调整电流，此调整电流除了可应用于LED亮度外，亦可应用于充电器中的充电电流，通过调整可变电阻的电阻值来对充电电流微调，而省去更换充电器硬件的不便与耗时。
[0007]依据本发明一实施例的线性电流调整器，包含:
[0008]—第一放大器、一电流转换单兀、一第一电阻、一参考电流源、一调整单兀以及一参考电压电路；上述第一放大器具有反向输入端、非反向输入端以及输出端。电流转换单兀，将第一放大器的非反向输入端的电压值，转换成调整电流输出；第一电阻，I禹接第一放大器的该反向输入端与输出端；参考电流源，I禹接第一放大器的反向输入端与一电阻；调整单元，耦接参考电流源，并输出一电流信号用以调整参考电流源的一参考电流；以及一参考电压电路，具有二输入端，其中一该输入端输入一参考电压，另一该输入端，稱接至第一放大器的输出端。
[0009]上述的参考电压电路为一误差放大器或一比较器，且该参考电压电路还包括一输出端，该输出端输出一电压信号至一功率级电路。
[0010]依据本发明另一实施例，上述的参考电流源根据参考电压产生参考电流。[0011]依据本发明另一实施例，上述的调整单元具有一可变电阻，用以调整参考电流。
[0012]依据本发明另一实施例，上述的调整单元还包含一第二放大器、一固定电流源、一第一开关兀件以及一第一镜像电流源。且第二放大器，具有反向输入端、非反向输入端与输出端；固定电流源，耦接可变电阻与第二放大器的该非反向输入端，并输出一固定电流；第一开关元件，具有第一端、第二端与第三端，第一开关元件的第二端耦接第二放大器的输出端，第三端耦接第二放大器的反向输入端与一第二电阻；以及第一镜像电流源，耦接第一开关元件的第一端，并输出该电流信号，其中，该电流信号与该固定电流成正比。
[0013]依据本发明另一实施例，上述的电流调整器，其中，固定电流源位于集成电路(IC)的内部，且该可变电阻位于集成电路的外部。
[0014]依据本发明另一实施例，上述的参考电流源包含一第三放大器、一第二开关元件以及一第二镜像电流源。第三放大器，具有反向输入端、非反向输入端与输出端，其中第三放大器的反向输入端输入参考电压；第二开关兀件，具有第一端、第二端与第三端，第二开关元件的第二端耦接第三放大器的输出端，第一端耦接第三放大器的非反向输入端与一第三电阻；以及第二镜像电流源，耦接第二开关元件的第三端，并输出参考电流，其中，参考电流与参考电压成正比。
[0015]依据本发明另一实施例，上述的电流调整器，其中的第二电阻等于第三电阻。
[0016]依据本发明另一实施例，上述的第一放大器的非反向输入端的电压值与可变电阻的电阻值成正比。
[0017]依据本发明另一实施例，上述的该第一放大器的非反向输入端的电压值等于可变电阻的电阻值与固定电流的 电流值的乘积。
[0018]综上所述，本发明的具有下列优点:
[0019]1、本发明的线性电流调整器，可适用于需要电流调整应用的电子商品上，例如:LED与充电器；
[0020]2、借助于调整参考电流源，以实现电流调整的功能；以及
[0021]3、借助于调整可变电阻，以直接线性调整电流，并可省去更换充电器硬件的不便与耗时。
[0022]以下将以实施方式对上述的说明作详细的描述，并对本发明的技术方案提供更进
一步的解释。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]为让本发明的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附【专利附图】
【附图说明】如下:
[0024]图1为本发明的线性电流调整器的一实施例的电路示意图；
[0025]图2为本发明的线性电流调整器的调整单元的一实施例的电路示意图；
[0026]图3为本发明的线性电流调整器的参考电流源的一实施例的电路示意图；
[0027]图4为本发明的线性电流调整器的一实施例的高线性度电压调整示意图。
[0028]【主要元件附图标记说明】
[0029]第一放大器110
[0030]电流转换单元120[0031]第一电阻Rl
[0032]参考电流源130
[0033]调整单元140
[0034]参考电压电路150
[0035]输出电流1
[0036]第一放大器的非反向输入端的电压值Vl
[0037]调整电流Ia
[0038]电流信号Im
[0039]参考电流Iref
[0040]参考电压Vref
[0041]工作电压VDD
[0042]固定电流Id
[0043]第二放大器141
[0044]固定电流源142
[0045]可变电阻Rj
[0046]第二电阻R2
[0047]第一开关元件Ml
[0048]第一镜像电流源143
[0049]第三放大器131
[0050]第二开关元件M2
[0051]第二镜像电流源Π2
[0052]第三镜像电流源133
[0053]电流放大系数β
[0054]第三电阻R3
【具体实施方式】
[0055]为了使本发明的叙述更加详尽与完备，可参照所附的附图及以下所述各种实施例，附图中相同的号码代表相同或相似的元件。另一方面，众所周知的元件与步骤并未描述于实施例中，以避免对本发明造成不必要的限制。
[0056]在“【具体实施方式】”与“权利要求书”中，除非文中对于冠词有所特别限定，否则“一”与“该”可泛指一个或多个。
[0057]图1为本发明的线性电流调整器的一实施例的电路示意图。此线性电流调整器包含一第一放大器110、一电流转换单兀120、一第一电阻R1、一参考电流源130、一调整单兀140以及一参考电压电路150。
[0058]上述第一放大器110具有一反向输入端、一非反向输入端与一输出端。电流转换单兀120,将第一放大器110的非反向输入端的电压值VI,转换成一调整电流Ia输出。第一电阻Rl耦接至第一放大器110的反向输入端与输出端。参考电流源130，耦接至第一放大器110的反向输入端与第一电阻R1。调整单元140，耦接至参考电流源130，并输出一电流信号Im用以调整参考电流源130的一参考电流Iref。[0059]参考电压电路150具有二输入端,其中一该输入端输入一参考电压Vref,另一输入端耦接至第一放大器110的输出端。本实施例中，参考电压电路150以误差放大器为例，但本发明不以此为限，参考电压电路亦可选用比较器或相似的电路。参考电路150用以将其一端(耦接至第一放大器HO的该端)的电位，等效于参考电路150的另一端的电位，即参考电压Vref的电位,并由参考电路150的输出端输出一电压信号至一功率级电路(图中未示)。 [0060]根据上述的电流调整器，可获得第一放大器110的非反向输入端的电压值VI，如下公式(I)计算:
[0061]Vl= (Im-1ref) XRl+Vref…(I)
[0062]其中，Vl指第一放大器110的非反向输入端的电压值，Im指电流信号，Iref指电流源130的参考电流，Rl指第一电阻，Vref指参考电压。经由公式(I)可得，电压值Vl随着电流信号Im呈线性变化，电流信号Im用来调整参考电流源130的参考电流Iref，经由调整参考电流Iref，以设定第一放大器110的非反向输入端的电压值VI，再将电压值Vl经由电流转换单元120，将电压值Vl转成调整电流Ia输出，此调整电流Ia可用来调整电子元件的输出电流1，以LED与充电器为例，即可用来调整流经LED的电流，进而控制LED的亮度，亦可利用此调整电流对充电器的电流进行微调，以控制充电器的充电时间。其中，上述电流转换单元120利用一电阻电路来实现。
[0063]图2为本发明的线性电流调整器的调整单元140的一实施例的电路示意图。如图2所不，调整单兀140包含一第二放大器141、一固定电流源142、一可变电阻Rj、一第一开关兀件Ml和一第一镜像电流源143。
[0064]上述第二放大器141,具有一反向输入端、一非反向输入端与一输出端。固定电流源142，耦接第二放大器141的非反向输入端，并输出一固定电流Id。可变电阻Rj耦接该固定电流源142。第一开关兀件Ml具有一第一端、一第二端与一第三端,第一开关兀件Ml的第二端耦接第二放大器141的该输出端，第三端耦接第二放大器141的反向输入端与一第二电阻R2。第一镜像电流源143，具有电流放大系数α并耦接第一开关元件Ml的该第一端，且输出电流信号Im。
[0065]根据上述的调整单元140，可获得电流信号Im，如下公式(2)计算:
[0066]Im=a XIdXRj/R2...(2)
[0067]其中，Im指第一镜像电流源143的输出电流信号，α指第一镜像电流源143的电流放大系数，Id指固定电流源142的输出固定电流，Rj指可变电阻，R2指第二电阻。经由公式(2)可得，电流信号Im与固定电流源142的输出固定电流Id成正比，且经由改变可变电阻Rj的电阻值，即可改变输出电流信号Im，进而调整参考电流源130的参考电流Iref (请参照图1)。
[0068]上述固定电流源142可为集成电路(IC)内部的固定电流源，且可变电阻Rj位于集成电路外部，借助于外部调整可变电阻Rj的电阻值，即可控制集成电路内部的电流值，如此，可省去更换硬件的不便与耗时。
[0069]图3为本发明的性度电流调整器的参考电流源130的一实施例的电路示意图。如图3所示，参考电流源包含一第三放大器131、一第二开关元件M2、一第二镜像电流源132以及一第三镜像电流源133。上述第三放大器131具有一反向输入端、一非反向输入端与一输出端，其中第三放大器131的非反向输入端输入参考电压Vref。第二开关兀件M2具有一第一端、一第二端与一第三端，第二开关元件M2的第二端耦接第三放大器131的输出端，第一端耦接第三镜像电流源133的一端，第三端耦接第三放大器131的反向输入端与一第三电阻R3。第二镜像电流源132，具有电流放大系数β并耦接第三镜像电流源133的另一端第二开关元件M2的第三端，且输出参考电流Iref。
[0070]根据上述的参考电流源130，可获得参考电流Iref，如下公式(3)计算:
[0071]Iref = β XVref/R3...(3)
[0072]其中，Iref指参考电流源130输出的参考电流Iref，β指第二镜像电流源132的电流放大系数i3，Vref指参考电压，R3指第三电阻。由公式(3)可得知，参考电流源130根据参考电压Vref产生参考电流Iref，当所需要的的参考电流Iref越大，可选择越大的参考电压Vref，即参考电流Iref与参考电压Vref正比。
[0073]根据公式(I)~公式(3)，当R2=R3且α=β时，可获得下列公式(4):
[0074]Vl= (IdRj-Vref) Rl a /R2+Vref …(4) [0075]当RlX a =R2或R1=R2且α =1时，可获得下列公式(5):
[0076]Vl=IdRj…(5)
[0077]其中，Vl指第一放大器110的非反向输入端的电压值，Id指固定电流源142的输出固定电流，Rj指可变电阻，Vref指参考电压，β指第二镜像电流源132的电流放大系数，β、α指第一镜像电流源143的电流放大系数，Rl指第一电阻，R2指第二电阻，R3指第三电阻。
[0078]根据公式(5)，可得知第一放大器110的非反向输入端的电压值Vl与可变电阻Rj成正比，如图4所示，图4为本发明的线性电流调整器的一实施例的高线性度电压调整示意图。借助于调整可变电阻Rj的电阻值，可获得高线性度的非反向输入端的电压值VI，再将非反向输入端的电压值Vl经由电流转换单元120，转成调整电流Ia输出，即可获得具有高线性度的调整电流Ia，此调整电流Ia可用来控制LED的亮度或对充电器的电流进行调整。
[0079]虽然本发明已公开如上实施方式，但是并非用以限定本发明，任何本领域普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，能够可作各种的更改与修饰，因此本发明的保护范围以权利要求所界定的范围为准。
【权利要求】
1.一种线性电流调整器，其特征在于，包含: 一第一放大器，具有一反向输入端、一非反向输入端与一输出端； 一电流转换单兀，将该第一放大器的非反向输入端的电压值转换成一调整电流输出； 一第一电阻，I禹接该第一放大器的该反向输入端与该输出端； 一参考电流源，稱接该第一放大器的该反向输入端与该第一电阻； 一调整单元，耦接该参考电流源，并输出一电流信号用以调整该参考电流源的一参考电流；以及 一参考电压电路，具有二输入端，其中一该输入端输入一参考电压，另一该输入端I禹接至该第一放大器的输出端。
2.如权利要求1所述的线性电流调整器，其特征在于，该参考电压电路为一误差放大器或一比较器,且该参考电压电路还包括一输出端,该输出端输出一电压信号至一功率级电路。
3.如权利要求1所述的线性电流调整器，其特征在于，该参考电流源根据该参考电压产生该参考电流。
4.如权利要求1所述的线性电流调整器，其特征在于，该调整单元具有一可变电阻，用以调整该参考电流。
5.如权利要求4所述的线性电流调整器，其特征在于，该调整单元还包含: 一第二放大器，具有一反向输入端、一非反向输入端与一输出端； 一固定电流源，耦接该可变电阻与该第二放大器的该非反向输入端，并输出一固定电流； 一第一开关兀件，具有一第一端、一第二端与一第三端，该第一开关兀件的第二端I禹接该第二放大器的该输出端，第三端耦接该第二放大器的该反向输入端与一第二电阻；以及一第一镜像电流源，耦接该第一开关元件的该第一端，并输出该电流信号，其中，该电流信号与该固定电流成正比。
6.如权利要求5所述的线性电流调整器，其特征在于，该固定电流源位于一集成电路的内部，且该可变电阻位于该集成电路的外部。
7.如权利要求5所述的线性电流调整器，其特征在于，该参考电流源包含: 一第三放大器,具有一反向输入端、一非反向输入端与一输出端，其中该第三放大器的非反向输入端输入该参考电压； 一第二开关元件，具有一第一端、一第二端与一第三端，该第二开关元件的第二端耦接该第三放大器的该输出端，第一端耦接一第三镜像电流源的一端，第三端耦接该第三放大器的该反向输入端与一第三电阻；以及 一第二镜像电流源，耦接该第三镜像电流源的另一端，并输出该参考电流，其中，该参考电流与该参考电压成正比。
8.如权利要求7所述的线性电流调整器，其特征在于，该第二电阻等于该第三电阻。
9.如权利要求8所述的线性电流调整器，其特征在于，该第一放大器的非反向输入端的电压值与该可变电阻的电阻值成正比。
10.如权利要求8所述的线性电流调整器，其特征在于，该第一放大器的非反向输入端的电压值等于该可变电阻的电阻值与该固定电流的电流值的乘积。
【文档编号】H05B37/02GK103547009SQ201210235062
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2012年7月9日 优先权日:2012年7月9日
【发明者】丁明强 申请人:晶洋微电子股份有限公司
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